La synergie de l'IoT cellulaire et du Bluetooth LE

L'IoT cellulaire (CIoT) est un sujet que le personnel d'Embedded.com a couvert en détail au cours des dernières années, avec des articles qui ont appris aux lecteurs comment commencer à travailler avec LTE-M et NB-IoT ainsi que des commentaires sur la rapidité avec laquelle le la courbe d'adoption sera pour l'IoT cellulaire. Ce dernier article cite une projection selon laquelle il y aura cinq milliards d'appareils CIoT au cours des cinq prochaines années - un nombre stupéfiant étant donné combien de temps le cellulaire a été une technologie de connectivité de niche pour les déploiements IoT. La sortie de versions basse consommation de la spécification cellulaire a changé tout cela, ouvrant la voie au type de croissance prédit dans ce rapport de recherche Ericsson.

L'omniprésence de l'infrastructure cellulaire et les qualités extraordinaires d'efficacité énergétique des spécifications IoT cellulaires à faible consommation LTE-M et NB-IoT en font des options intéressantes pour les ingénieurs produits. Mais la plupart de ce qui a été écrit sur ce sujet jusqu'à présent examine le LTE-M et le NB-IoT dans le vide afin de comparer et de contraster avec d'autres technologies sans fil. Je suis convaincu que les avantages des deux spécifications CIoT sont encore plus convaincants lorsque vous combinez LTE-M et NB-IoT avec d'autres technologies.

Pour cet article, je vais spécifiquement expliquer pourquoi les ingénieurs devraient envisager de combiner LTE-M et NB-IoT avec Bluetooth Low Energy (LE), créant une combinaison de technologies dont l'impact est supérieur à la somme des parties.

Avant de plonger dans ce domaine, examinons les qualités du LTE-M et du NB-IoT qui les rendent si souhaitables pour ces types d'appareils et de réseaux. Contrairement à l'architecture toujours active et gourmande en batterie de la version cellulaire utilisée par les téléphones et les tablettes, LTE-M et NB-IoT ont été spécialement conçus pour être utilisés dans les déploiements IoT, avec des capacités de consommation de batterie qui leur donnent une batterie projetée. durée de vie de 10 ans ou plus. Et leur utilisation de réseaux cellulaires pour le transfert de données signifie qu'il existe une infrastructure préexistante pour CIoT partout où il y a un service LTE. Pour ceux d'entre vous qui souhaitent approfondir ces avantages et capacités, consultez ce livre blanc que j'ai co-écrit avec un collègue ici chez Laird Connectivity.

Combiner les technologies

La technologie IoT cellulaire a une longue liste d'avantages en soi, mais le point clé que je voudrais faire aux ingénieurs de produits qui lisent cet article est que CIoT est encore plus puissant, flexible et convaincant lorsqu'il est combiné avec Bluetooth. Pour illustrer comment les technologies pourraient être couplées, pensez aux passerelles cellulaires qui tirent parti de l'omniprésence de l'infrastructure cellulaire connectée avec des appareils compatibles Bluetooth qui tirent parti de l'efficacité de la batterie, de la fiabilité et d'autres capacités souhaitables de Bluetooth. Cela permet aux appareils Bluetooth écoénergétiques, peu coûteux et alimentés par batterie d'utiliser une infrastructure cellulaire presque omniprésente pour le transfert de données - un scénario qui a des cas d'utilisation convaincants dans un large éventail de secteurs, dont deux dont j'aborde ci-dessous.

Mais il y a d'autres avantages à combiner CIoT et Bluetooth. La combinaison de Bluetooth avec CIoT permet aux ingénieurs d'ajouter des capacités de maillage à leurs réseaux tout en utilisant des tours de téléphonie cellulaire comme infrastructure de liaison. La combinaison de ces deux technologies donne également aux ingénieurs la possibilité de concevoir les capteurs pour obtenir la consommation d'énergie la plus faible dont ils ont besoin pour une application donnée, tout en prenant en charge un dispositif d'agrégation connecté au cloud. Cette combinaison de CIoT et de Bluetooth permet également aux ingénieurs de réaliser des déploiements de réseau créatifs impliquant des piles boutons et des réseaux sans fil locaux au niveau du nœud de capteur distant.

Plutôt que d'avoir une discussion sèche sur les caractéristiques des technologies combinées, je pense que les possibilités sont encore plus évidentes lors de la discussion des cas d'utilisation. Vous trouverez ci-dessous deux applications qui ne seraient ni possibles ni pratiques sans la combinaison des technologies cellulaires à faible consommation et Bluetooth. J'espère que cela illustre non seulement à quel point les deux technologies peuvent avoir un impact lorsqu'elles sont combinées, mais également susciter des idées de cas d'utilisation supplémentaires chez les lecteurs qui vont au-delà de ce que j'ai esquissé ici.

Santé à distance

Le premier cas d'utilisation dont je vais parler concerne la surveillance à distance des patients et la télésanté, qui est devenue un lien vital entre les patients et les médecins pendant la pandémie de COVID-19. Les cabinets médicaux ont augmenté leur utilisation des dispositifs de surveillance à distance des patients cette année afin de recueillir des informations sur les patients qui seraient normalement recueillies dans le cabinet du médecin. L'utilisation de ces appareils sans fil, y compris les tensiomètres, les balances et les podomètres, permet aux médecins de surveiller de près les données de santé des patients sans exiger que les patients aient un rendez-vous en personne.

Pour les patients ayant des problèmes de mobilité ou qui appartiennent à des catégories à haut risque de COVID-19, cela permet aux médecins de fournir une télésanté efficace aux patients avec les mêmes informations qui seraient à portée de main avec un rendez-vous en personne. Les appareils compatibles Bluetooth sont expédiés au domicile du patient avec une passerelle cellulaire simple à configurer. Les données des appareils de santé sont envoyées via un signal Bluetooth à la passerelle, qui utilise une connectivité cellulaire omniprésente pour transmettre les informations de santé via une connexion sécurisée et conforme à la norme HIPAA au système informatique du cabinet médical. Les médecins et les infirmières accèdent ensuite aux informations pour orienter les décisions médicales qu'ils prennent concernant le patient et les discussions qu'ils ont via les rendez-vous de télésanté. CIoT et Bluetooth font de cette application des appareils de santé compatibles Bluetooth qui ont une longue durée de vie de la batterie et une connectivité fiable au domicile du patient, et un transfert sécurisé des données vers le cabinet médical via les passerelles cellulaires.

Suivi de la chaîne du froid

Un autre cas d'utilisation qui illustre la puissance de ces technologies combinées est la surveillance de la chaîne du froid, qui est essentielle pour garantir la qualité et la sécurité des aliments lorsqu'ils passent des fermes aux tables. Une combinaison de capteurs IoT cellulaires et compatibles Bluetooth peut être utilisée pour surveiller la température des aliments à chaque étape de la chaîne d'approvisionnement. Les capteurs sans fil Bluetooth attachés aux livraisons de produits ou de viande ou de produits laitiers peuvent surveiller la température depuis le centre de transformation des aliments, tout au long du processus de transport dans les camions de livraison et jusqu'à des destinations telles que les restaurants et les supermarchés, fournissant des données à chaque fois que les capteurs se connectent aux passerelles cellulaires. Les capteurs Bluetooth à faible coût combinés à des passerelles cellulaires stratégiquement placées garantissent que les aliments restent dans les plages de température appropriées d'une manière qui ne serait pas possible ou ne serait pas aussi rentable avec d'autres technologies sans fil.

En guise de post-scriptum aux deux cas d'utilisation ci-dessus, je dois également mentionner que l'IoT cellulaire pourrait également jouer un rôle important dans le maintien de l'environnement de chaîne du froid très précis qui est nécessaire pour la distribution du vaccin COVID-19 non seulement aux États-Unis mais aussi dans le monde. où la logistique de la chaîne d'approvisionnement est souvent encore plus complexe. L'omniprésence de l'infrastructure cellulaire à l'échelle mondiale fournit une plate-forme mondiale pour surveiller la température sans fil aux côtés des autres technologies sans fil qui seront utilisées pour le suivi de localisation. Cette combinaison de technologies peut garantir la livraison efficace de vaccins thermosensibles, non seulement pour la livraison mondiale de vaccins COVID-19 approuvés, mais également pour une variété d'autres vaccins visant à améliorer la santé publique dans le monde.

Ces cas d'utilisation ne font qu'effleurer la surface des applications dans plusieurs secteurs qui sont possibles lorsque Bluetooth complète la technologie cellulaire à faible consommation.